一种成型基质的生产工艺

摘要

本发明公开了一种成型基质的生产工艺。该生产工艺先对混合料进行预压，再对预压后的混合料进行第二压制，并控制预压的压力小于第二压制的压力，利用较小的预压对混合料施加压力，促使混合料多的地方塌落，混合料滑落至混合料少的地方，匀平了混合料，同时较小的预压不会压实混合料；再利用较大压力进行第二压制，进而使成型物内部具有均一的孔隙，均一的孔隙便于吸水和空气流通，进而整体上提高了成型物的总孔隙和吸水性。再通过微波处理和风冷处理，得到成型基质，上述成型物内部均一的孔隙也有利于微波处理和风冷处理过程中水分的挥发和气体的流通，便于孔隙快速固化成型和疏通，提高了成型基质的总孔隙和吸水性。

权利要求

1.一种成型基质的生产工艺，包括如下步骤：

1)对混合料进行预压；

2)对所述步骤1)中预压后的混合料进行第二压制，得到成型物，所述第二压制的压力大于所述预压的压力；

3)对所述成型物进行微波处理，得到固化物；

4)对所述固化物进行风冷处理，得到成型基质。

2.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，步骤1)中，所述预压的压力为10Mpa-

20Mpa。

3.根据权利要求1或2所述的生产工艺，其特征在于，步骤2)中，所述第二压制的压制压力为30Mpa-50Mpa。

4.根据权利要求3所述的生产工艺，其特征在于，步骤2)中，在所述预压之后，所述第二压制之前，还包括对所述混合料进行第一压制的步骤，所述第一压制的压制压力不小于所述预压的压力且不大于所述第二压制的压制压力。

5.根据权利要求4所述的生产工艺，其特征在于，所述第一压制的压制压力为20Mpa-

30Mpa。

6.根据权利要求1或2所述的生产工艺，其特征在于，步骤3)中，所述微波处理的微波频率为2300-2800MHZ，时间为5-10min。

7.根据权利要求1或2所述的生产工艺，其特征在于，步骤4)中，所述风冷处理为将空气以5-9m/s的风速吹扫所述固化物。

8.根据权利要求1或2所述的生产工艺，其特征在于，步骤1)中，在所述预压之前，还包括对所述混合料进行找平，以使所述混合料的待预压面水平的步骤；

步骤2)中，在所述预压之后，所述第二压制之前，还包括对所述混合料进行找平，以使所述混合料的待压制面水平的步骤。

9.根据权利要求1或2所述的生产工艺，其特征在于，步骤1)中，所述混合料包括如下重量份数的原料：有机质                       10-90份非金属矿物质                 20-60份粘结剂                       8-10份。

10.根据权利要求9所述的生产工艺，步骤4)中，在所述微波处理之后，所述风冷处理之前，还包括向所述固化物上喷洒3-5重量份数木醋液的步骤；

所述有机质为秸秆有机质，所述秸秆有机质由生秸秆和腐熟秸秆组成。

说明书

一种成型基质的生产工艺

技术领域

[0001] 本发明属于无土栽培技术领域，具体涉及一种成型基质的生产工艺，特别涉及一种美植砖的生产工艺。

背景技术

[0002] 成型基质是栽培基质经成型后得到，具有固定形状，诸如美植砖就是是成型基质，其方便应用于居民小型空间(诸如屋顶、阳台和露台等)或企业厂房屋顶等领域。其主要是由作物秸秆、大豆饼粕、畜禽粪便等有机物质经无害化处理后加工制作而成。其真正做到了作物种植不用土、农药和化肥的目的，只需浇水、见阳光，种子就能茁壮成长，一年四季循环种植，具有巨大的环境效益和经济利益。

[0003] 诸如中国专利文献CN104529664A公开了一种蔬菜栽培基质及其制作方法。该蔬菜栽培基质的制作方法，包括如下步骤：1)农林业废弃物筛分：将农林业废弃物进行粉碎、筛分，择选2mm—10mm颗粒备用；2)混合原料：取所述重量比的农林业废弃物、大豆饼粕、鸡粪、有机颗粒缓释肥、微生物发酵剂、细胞分裂剂、粘合剂、木炭粉、氯化铵；3)压型：将搅拌后的原料放入带有模柱的模具中压制成型；4)微波灭活：将压制成型的原料连同模具一起进入微波炉，利用电磁场效应和生物效应起到对微生物的杀灭作用，温度快速提升到80～90℃，保温30～60分钟；5)通风排潮：将通过微波炉的产品从模具中取出，通过热风隧道，蒸发剩余水份。

[0004] 上述技术是直接将原料放入模具中压制成型的，其一次压制即可成型，方便简单，工作效率高。但是将原料放入模具中后会存在堆料不匀状态，即有的地方物料多，有的地方物料少，此时直接进行压制时，物料多的地方压的密实，物料少的地方则成型较差，最终会影响产品的总孔隙和吸水性，导致产品的总孔隙和吸水性下降。

发明内容

[0005] 为此，本发明所要解决的现有的成型栽培基质存在总孔隙和吸水性差的缺陷，进而提供一种透气保水能力好的成型基质的生产工艺。

[0006] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

[0007] 本发明所提供的成型基质的生产工艺，包括如下步骤：

[0008] 1)对混合料进行预压；

[0009] 2)对所述步骤1)中预压后的混合料进行第二压制，得到成型物，所述第二压制的压力大于所述预压的压力；

[0010] 3)对所述成型物进行微波处理，得到固化物；

[0011] 4)对所述固化物进行风冷处理，得到成型基质。

[0012] 进一步地，步骤1)中，所述预压的压力为10Mpa-20Mpa。

[0013] 进一步地，步骤2)中，所述第二压制的压制压力为30Mpa-50Mpa。

[0014] 进一步地，步骤2)中，步骤2)中，在所述预压之后，所述第二压制之前，还包括对所述混合料进行第一压制的步骤，所述第一压制的压制压力不小于所述预压的压力且不大于所述第二压制的压制压力。

[0015] 所述第一压制的压制压力为20Mpa-30Mpa。

[0016] 进一步地，在所述预压之后，所述第一压制之前，还包括对所述混合料进行找平，以使所述混合料的待压制面水平的步骤；

[0017] 进一步地，步骤3)中，所述微波处理的微波频率为2300-2800MHZ，时间为5-10min。

[0018] 进一步地，步骤4)中，所述风冷处理为将空气以5-9m/s的风速吹扫所述固化物。

[0019] 优选地，所述风冷处理的时间为5-10min。

[0020] 进一步地，步骤1)中，在所述预压之前，还包括对所述混合料进行找平，以使所述混合料的待预压面水平的步骤；

[0021] 步骤2)中，在所述预压之后，所述第二压制之前，还包括对所述混合料进行找平，以使所述混合料的待压制面水平的步骤。

[0022] 进一步地，步骤1)中，所述混合料包括如下重量份数的原料：

[0023] 有机质                      10-90份

[0024] 非金属矿物质                20-60份

[0025] 粘结剂                      8-10份。

[0026] 进一步地，在所述微波处理之后，所述风冷处理之前，还包括向所述固化物上喷洒3-5重量份数木醋液的步骤。

[0027] 进一步地，所述有机质为秸秆有机质，所述秸秆有机质由生秸秆和腐熟秸秆组成。

[0028] 进一步地，所述生秸秆与所述腐熟秸秆的质量比为(6-8)：(3-5)。

[0029] 进一步地，所述生秸秆的粒度为1μm-10cm。

[0030] 进一步地，所述生秸秆由粒度为1μm-10μm的生秸秆、10μm-1cm的生秸秆和粒度为1cm-10cm的生秸秆组成，三者的质量比为(4-6)：(7-9)： (1-3)。

[0031] 进一步地，所述秸秆有机质为小麦秸秆有机质、水稻秸秆有机质、玉米秸秆有机质或棉花秸秆有机质中的至少一种；

[0032] 所述非金属矿物质为海泡石、蛭石、电气石、凹凸棒土或珊瑚礁中的至少一种；

[0033] 所述粘结剂为水玻璃水溶液、大豆胶、玉米胶或脲醛胶中的至少一种。

[0034] 进一步地，所述水玻璃水溶液的质量分数为10-20％；

[0035] 所述非金属矿物质的目数为150目-3000目，优选为150目-500目。

[0036] 与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

[0037] (1)本发明实施例所提供的成型基质的生产工艺，先对混合料进行预压，再对预压后的混合料进行第二压制，并控制预压的压力小于第二压制的压力，利用较小的预压对混合料施加压力，促使混合料多的地方塌落，混合料滑落至混合料少的地方，匀平了混合料，同时较小的预压不会压实混合料；再利用较大压力进行第二压制，进而使成型物内部具有均一的孔隙，均一的孔隙便于吸水和空气流通，进而整体上提高了成型物的总孔隙和吸水性。再通过微波处理和风冷处理，得到成型基质，上述成型物内部均一的孔隙也有利于微波处理和风冷处理过程中水分的挥发和气体的流通，便于孔隙快速固化成型和疏通，提高了成型基质的总孔隙和吸水性。

[0038] (2)本发明实施例所提供的成型基质的生产工艺，优化了预压的压力和第二压制的压制压力，进一步地提高了成型基质内部孔隙的均一性，进而提高了其总孔隙和吸水性；通过优化微波处理的频率和时间以及空气风速，进一步地保证了孔隙快速固化成型和疏通，同时该特定频率下的微波还具有扩充孔隙的作用，提高了成型基质的总孔隙和吸水性；
通过第一压制，在预压和第二压制间形成过渡，使压力形成梯度，便于形成均一的孔隙。

[0039] (3)本发明实施例所提供的成型基质的生产工艺，在微波处理之后，第二压制之前，向固化物上喷洒3-5重量份数木醋液，木醋液渗入成型基质内，松软了成型基质，增加了能量板的透气保水能力，保证了作物根部具有充足的氧气和水分，促进了作物根部生长。此外成型基质中含有丰富的有机质和微量元素，提供了作物所需营养成分，再加之充足的氧气和水分，提高了作物发芽率。

[0040] (4)本发明实施例所提供的成型基质的生产工艺，当采用秸秆有机质时，其由生秸秆和腐熟秸秆组成，通过生秸秆增大了成型基质中的孔隙度，进而增加了成型基质的透气保水能力。同时生秸秆在后续过程中会缓慢腐熟，提供了持续的养分供应，避免作物后期缺肥现象。腐熟秸秆则可快速提供营养，满足作物发芽所需营养，提高了作物发芽率。

[0041] (5)本发明实施例所提供的成型基质的生产工艺，优化了生秸秆和腐熟秸秆的质量比，进一步地提高了成型基质的透气保水能力以及后续的养分供应能力；通过优化生秸秆的粒度范围，使生秸秆在后续过程中梯度腐熟，提供了持续的养分供应，减少了后期施肥以及养护费用。

具体实施方式

[0042] 为了更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明做进一步描述。本发明可以以许多不同的形式实施，而不应该被理解为限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的，并且将把本发明的构思充分传达给本领域技术人员，本发明将仅由权利要求来限定。

[0043] 下述各实施例和对比例中的木醋液为秸秆经热裂解后所生成的液态产物；下述各实施例和对比例中的腐熟秸秆是将生秸秆制成堆肥或沤肥后发酵后得到；下述各实施例和对比例中的模具可根据需要进行选择，比如可选择中国专利文献CN104529664 A中的模具；下述各实施例和对比例中的找平具体可用刮板去刮混合料，使混合料表面水平。

[0044] 实施例1

[0045] 本实施例提供了一种成型基质的生产工艺，包括如下步骤：

[0046] 1)将50Kg的有机质、40Kg的非金属矿物质和9Kg的粘结剂混配，混配均匀，得到混合料；

[0047] 其中有机质由生小麦秸秆和腐熟小麦秸秆组成，两者质量比为7：4，生小麦秸秆的粒度为2cm；非金属矿物质由30Kg的300目海泡石和10Kg 的500目电气石组成；粘结剂为质量分数为15％的水玻璃水溶液；

[0048] 2)将所述混合料放入模具中，并于15Mpa下进行预压；

[0049] 3)对所述步骤2)中预压后的混合料于40Mpa下进行第二压制，得到成型物；

[0050] 4)将所述成型物于2500MHZ下微波处理8min，得到固化物；

[0051] 5)将空气以7m/s的风速吹扫所述固化物8min，进行风冷处理，得到成型基质。

[0052] 实施例2

[0053] 本实施例提供了一种成型基质的生产工艺，包括如下步骤：

[0054] 1)将50Kg的有机质、40Kg的非金属矿物质和9Kg的粘结剂混配，混配均匀，得到混合料；

[0055] 其中有机质由生小麦秸秆和腐熟小麦秸秆组成，两者质量比为7：4，生小麦秸秆的粒度为2cm；非金属矿物质由30Kg的300目海泡石和10Kg 的500目电气石组成；粘结剂为质量分数为15％的水玻璃水溶液；

[0056] 2)将所述混合料放入模具中，并于15Mpa下进行预压；

[0057] 3)对所述步骤2)中预压后的混合料于25Mpa下进行第一压制；

[0058] 4)对所述步骤3)中第一压制后的混合料于40Mpa下进行第二压制，得到成型物；

[0059] 5)将所述成型物于2500MHZ下微波处理8min，得到固化物；

[0060] 6)向所述固化物上喷洒4Kg的木醋液；

[0061] 7)将空气以7m/s的风速吹扫所述步骤6)处理后的固化物8min，进行风冷处理，得到成型基质。

[0062] 实施例3

[0063] 本实施例提供了一种成型基质的生产工艺，包括如下步骤：

[0064] 1)将50Kg的有机质、40Kg的非金属矿物质和9Kg的粘结剂混配，混配均匀，得到混合料；

[0065] 其中有机质由生小麦秸秆和腐熟小麦秸秆组成，两者质量比为7：4，生小麦秸秆由粒度为1μm-10μm的生小麦秸秆、10μm-1cm的生小麦秸秆和粒度为1cm-10cm的生小麦秸秆组成，三者的质量比为5：8：2；非金属矿物质由30Kg的300目海泡石和10Kg的500目电气石组成；粘结剂为质量分数为15％的水玻璃水溶液；

[0066] 2)将所述混合料放入模具中，并于15Mpa下进行预压；

[0067] 3)对所述步骤2)中预压后的混合料于40Mpa下进行第二压制，得到成型物；

[0068] 4)将所述成型物于2500MHZ下微波处理8min，得到固化物；

[0069] 5)将空气以7m/s的风速吹扫所述固化物8min，进行风冷处理，得到成型基质。

[0070] 实施例4

[0071] 本实施例提供了一种成型基质的生产工艺，包括如下步骤：

[0072] 1)将10Kg的有机质、60Kg的非金属矿物质和8Kg的粘结剂混配，混配均匀，得到混合料；

[0073] 其中有机质由生水稻秸秆和腐熟水稻秸秆组成，两者质量比为8：3，生水稻秸秆由粒度为1μm-10μm的生水稻秸秆、10μm-1cm的生水稻秸秆和粒度为1cm-10cm的生水稻秸秆组成，三者的质量比为4：9：1；非金属矿物质由30Kg的300目凹凸棒土和30Kg的200目珊瑚礁组成；粘结剂为无甲醛大豆胶；

[0074] 2)将所述混合料放入模具中，并于20Mpa下进行预压；

[0075] 3)对所述步骤2)中预压后的混合料于30Mpa下进行第一压制；

[0076] 4)对所述步骤3)中第一压制后的混合料于50Mpa下进行第二压制，得到成型物；

[0077] 5)将所述成型物于2300MHZ下微波处理10min，得到固化物；

[0078] 6)向所述固化物上喷洒5Kg的木醋液；

[0079] 7)将空气以9m/s的风速吹扫所述步骤6)处理后的固化物5min，进行风冷处理，得到成型基质。

[0080] 实施例5

[0081] 本实施例提供了一种成型基质的生产工艺，包括如下步骤：

[0082] 1)将90Kg的有机质、20Kg的非金属矿物质和10Kg的粘结剂混配，混配均匀，得到混合料；

[0083] 其中有机质由生玉米秸秆和腐熟玉米秸秆组成，两者质量比为6：5，生玉米秸秆由粒度为1μm-10μm的生玉米秸秆、10μm-1cm的生玉米秸秆和粒度为1cm-10cm的生玉米秸秆组成，三者的质量比为6：7：3；非金属矿物质由15Kg的500目蛭石和5Kg的300目电气石组成；粘结剂为无甲醛玉米胶；

[0084] 2)将所述混合料放入模具中，并于10Mpa下进行预压；

[0085] 3)对所述步骤2)中预压后的混合料于20Mpa下进行第一压制；

[0086] 4)对所述步骤3)中第一压制后的混合料于30Mpa下进行第二压制，得到成型物；

[0087] 5)将所述成型物于2800MHZ下微波处理5min，得到固化物；

[0088] 6)向所述固化物上喷洒3Kg的木醋液；

[0089] 7)将空气以5m/s的风速吹扫所述步骤6)处理后的固化物10min，进行风冷处理，得到成型基质。

[0090] 实施例6

[0091] 本实施例提供了一种成型基质的生产工艺，包括如下步骤：

[0092] 1)将50Kg的有机质、40Kg的非金属矿物质和9Kg的粘结剂混配，混配均匀，得到混合料；

[0093] 其中有机质由生小麦秸秆和腐熟小麦秸秆组成，两者质量比为7：4，生小麦秸秆的粒度为2cm；非金属矿物质由30Kg的300目海泡石和10Kg 的500目电气石组成；粘结剂为质量分数为15％的水玻璃水溶液；

[0094] 2)将所述混合料放入模具中，对所述混合料进行找平，以使所述混合料的待预压面水平，并于15Mpa下进行预压；

[0095] 3)对所述步骤2)中预压后的混合料进行找平，以使所述混合料的待压制面水平，并于25Mpa下进行第一压制；

[0096] 4)对所述步骤3)中第一压制后的混合料进行找平，以使所述混合料的待压制面水平，并于40Mpa下进行第二压制，得到成型物；

[0097] 5)将所述成型物于2500MHZ下微波处理8min，得到固化物；

[0098] 6)向所述固化物上喷洒4Kg的木醋液；

[0099] 7)将空气以7m/s的风速吹扫所述步骤6)处理后的固化物8min，进行风冷处理，得到成型基质。

[0100] 实施例7

[0101] 本实施例提供了一种成型基质的生产工艺，包括如下步骤：

[0102] 1)采用中国专利文献CN104529664A实施例1中经过步骤1)和2) 后得到的混合料；

[0103] 2)将所述混合料放入模具中，并于15Mpa下进行预压；

[0104] 3)对所述步骤2)中预压后的混合料于40Mpa下进行第二压制，得到成型物；

[0105] 4)将所述成型物于2500MHZ下微波处理8min，得到固化物；

[0106] 5)将空气以7m/s的风速吹扫所述固化物8min，进行风冷处理，得到成型基质。

[0107] 实施例8

[0108] 本实施例提供了一种成型基质的生产工艺，包括如下步骤：

[0109] 1)将10Kg的有机质、60Kg的非金属矿物质和8Kg的粘结剂混配，混配均匀，得到混合料；

[0110] 其中有机质为生水稻秸秆，生水稻秸秆由粒度为1μm-10μm的生水稻秸秆、10μm-1cm的生水稻秸秆和粒度为1cm-10cm的生水稻秸秆组成，三者的质量比为4：9：1；非金属矿物质由30Kg的300目凹凸棒土和30Kg 的200目珊瑚礁组成；粘结剂为无甲醛大豆胶；

[0111] 2)将所述混合料放入模具中，并于20Mpa下进行预压；

[0112] 3)对所述步骤2)中预压后的混合料于30Mpa下进行第一压制；

[0113] 4)对所述步骤3)中第一压制后的混合料于50Mpa下进行第二压制，得到成型物；

[0114] 5)将所述成型物于2300MHZ下微波处理10min，得到固化物；

[0115] 6)向所述固化物上喷洒5Kg的木醋液；

[0116] 7)将空气以9m/s的风速吹扫所述步骤6)处理后的固化物5min，进行风冷处理，得到成型基质。

[0117] 实施例9

[0118] 本实施例提供了一种成型基质的生产工艺，包括如下步骤：

[0119] 1)将10Kg的有机质、60Kg的非金属矿物质和8Kg的粘结剂混配，混配均匀，得到混合料；

[0120] 其中有机质为腐熟水稻秸秆组成；非金属矿物质由30Kg的300目凹凸棒土和30Kg的200目珊瑚礁组成；粘结剂为无甲醛大豆胶；

[0121] 2)将所述混合料放入模具中，并于20Mpa下进行预压；

[0122] 3)对所述步骤2)中预压后的混合料于30Mpa下进行第一压制；

[0123] 4)对所述步骤3)中第一压制后的混合料于50Mpa下进行第二压制，得到成型物；

[0124] 5)将所述成型物于2300MHZ下微波处理10min，得到固化物；

[0125] 6)向所述固化物上喷洒5Kg的木醋液；

[0126] 7)将空气以9m/s的风速吹扫所述步骤6)处理后的固化物5min，进行风冷处理，得到成型基质。

[0127] 对比例1

[0128] 本对比例采用中国专利文献CN104529664A实施例1中的配方和方法，最终制得成型基质。

[0129] 对比例2

[0130] 本对比例提供了一种成型基质的生产工艺，包括如下步骤：

[0131] 1)将50Kg的有机质、40Kg的非金属矿物质和9Kg的粘结剂混配，混配均匀，得到混合料；

[0132] 其中有机质由生小麦秸秆和腐熟小麦秸秆组成，两者质量比为7：4，生小麦秸秆由粒度为1μm-10μm的生小麦秸秆、10μm-1cm的生小麦秸秆和粒度为1cm-10cm的生小麦秸秆组成，三者的质量比为5：8：2；非金属矿物质由30Kg的300目海泡石和10Kg的500目电气石组成；粘结剂为质量分数为15％的水玻璃水溶液；

[0133] 2)将所述混合料放入模具中，并于40Mpa下进行压制，得到成型物；

[0134] 3)将所述成型物于2500MHZ下微波处理8min，得到固化物；

[0135] 4)将空气以7m/s的风速吹扫所述固化物8min，进行风冷处理，得到成型基质。

[0136] 对比例3

[0137] 本对比例提供了一种成型基质的生产工艺，包括如下步骤：

[0138] 1)采用中国专利文献CN104529664A实施例1中经过步骤1)和2) 后得到的混合料；

[0139] 2)将所述混合料放入模具中，并于40Mpa下进行压制，得到成型物；

[0140] 3)将所述成型物于2500MHZ下微波处理8min，得到固化物；

[0141] 4)将空气以7m/s的风速吹扫所述固化物8min，进行风冷处理，得到成型基质。

[0142] 试验例1

[0143] 分别对上述各实施例和对比例所制得的成型基质进行切割，将其切割为厚度为2cm、长度为5cm和宽度为3cm的片材，对该片材进行吸水性试验，试验过程如下：向该片材上喷洒清水，直至其内将要有水渗出为止，并快速测量其质量m吸，其未吸水前的质量为m，两者的比值m吸/m即反应该片材的吸水性能，测试结果如下表1所示：

[0144] 表1

[0145]

[0146]

[0147] 从表1可得知：本发明采用预压的方式，可显著提高成型基质的吸水性，在作物生长过程中，起到更好地保水作用，给作物根部提供充足的水分，促进作物根部生长。

[0148] 试验例2

[0149] 分别对上述各实施例和对比例所制得的能量板进行总孔隙度测试，测试结果如下表2所示：

[0150] 表2

[0151]

[0152]

[0153] 从表2可得知：本发明所制得的成型基质的总孔隙度较大，在作物生长过程中，起到更好地透气作用，给作物根部提供充足的空气，促进作物根部生长。

[0154] 显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。